[发明专利]一种优化空间效率的海洋锚定浮标站位智能选址方法

权利要求书

1.一种优化空间效率的海洋锚定浮标站位智能选址方法，其特征在于，实施步骤包括：

S1.建立浮标站位选址模型，即以浮标监测空间效率最大化为目标建立浮标站位选址模型，生成空间效率指数计算公式为∑_i∈Iw_iq_i和目标函数Maximize(∑_i∈Iw_iq_i)；其中q_i表示第i个需求点，i为需求点的索引号,i＝(1,2,3,…n)，需求点集合D由qi组成，如果需求点i被浮标站位有效监测区域覆盖，qi的值为1；否则qi的值为0；w_i为qi的权重，w_i的取值在0和1之间；

S2.空间数据预处理，即采用空间数据预处理模块对浮标站位选址计算所需要的空间数据进行格式处理和结构调整；所述空间数据包括已存在的浮标站位信息、空间约束数据、需求点集合；

S21.将离散的已存在的浮标站位信息结构化为shape files格式的数据；

S22.将空间约束数据处理成经纬度坐标序列；

S23.对目标海域进行网格化处理，提取需求点，建立需求点集合，并建立与需求点集合相对应的权重值集合，将权重值与需求点一一绑定，建立带权重的需求点集合；

S3.构建空间计算中间件，执行空间计算，即将已存在的空间数据以及一组浮标站位坐标序列依次输入空间计算中间件，运算空间效率指数；其中一组浮标站位坐标序列表示一个粒子的位置；

空间计算中间件包括合并、缓冲区分析、裁剪分析和属性统计的空间计算操作，可被重复执行，每次执行得到一组浮标布放位置坐标序列和一个空间效率指数，实现对空间效率指数公式的单次解算；

所述S3中空间计算中间件处理步骤为：

S31.将粒子位置即一组浮标站位坐标序列与已有的浮标站位点合并形成浮标站位点集合；

S32.对浮标站位点集合进行缓冲区分析，根据经验设置缓冲区半径，得到的缓冲区面状数据，即为浮标站位的有效监测区域；

S33.用有效监测区域去裁剪带权重的需求点集合得到所有落入有效监测区域内的需求点；之后，对有效监测区域内所有需求点的权重值求和，得到的数值即为粒子的空间效率指数；

S34.向迭代器输出该粒子的位置和空间效率指数，迭代器保存每个粒子的位置和空间效率指数；

S4.迭代器采用粒子群算法建立了启发式计算模式，横向比较所有粒子的空间效率指数选出空间效率指数最大的粒子位置作为全局最优解；对于每个粒子纵向比较其历史空间效率指数，将空间效率指数最大的值及其对应的粒子位置设置为该粒子的个体最优解；将所有新的粒子位置输入空间计算中间件，开始下一次迭代计算；

S5.判断是否达到最大迭代次数；当达到最大迭代次数时，结束计算，输出全局最优解，即为最大的空间效率指数和产生该指数的粒子位置；未达到最大迭代次数时，则重复执行S3至S5。

2.根据权利要求1所述的一种优化空间效率的海洋锚定浮标站位智能选址方法，其特征在于，所述S2中权重值的计算以水深梯度、海流季节变化、海浪高度年变化、表层水温、盐度为依据，选择其中一种或几种，变化较大的区域拥有较大的权重值，对权重值进行归一化处理，使其取值范围在0到1之间。